2008/04/25掲載
さて今回は、
「キュービット」の第3回目。
前回までの話で──
量子情報処理の基本単位が
「キュービット」である。
キュービットは、重ね合わせ状態にあり
測定すると0か1という値が得られる。
──ということがわかってきました。
ところが、です。
今わかったはずのこの測定結果のなかに
量子ならではのナゾが、
まだまだ、おおありなのだそうです。
……というわけで、
まずは進んでまいりましょうか。
ちょっと復習しますよ。
1キュービットの量子状態は
0と1がいくぶんかずつ含まれる
「重ね合わせ状態」である。
なのに、測ると0か1になってしまい、
元には戻らない……。
そうですね。
すると、量子というのは
1回測っただけでは
何も分からないことになります。
というと？
キュービットの状態は、
球面上のどこかにあります。
状態は「ここ」というように
決まっているのですが、
私たちにはそれがどこかは
わからない──というのが
「重ね合わせ状態」です。
そこでたとえば下図のように
たて・よこの測定向きを
東・西・南・北と呼ぶことにしましょう。
キュービットの状態が「西」で
よこ＝東西の向きで測ったら
測定の向きが合っているので
100％「西」という測定値になります。
ふむふむ。
ところが状態が「西」にあるときに
たて＝南北で測ったら
どうなると思いますか？
どっちでもない……っていう
「答え」はだめなんでしたっけ。
だめです。
うーん、じゃあ
「南」かもしれないし
「北」かもしれない。
そうです。
つまり北か南かは50％ずつの確率です。
ところが「西」かどうかがわからない時に
1回測っただけでは、
それが100％の西か、50％の西かを
区別することはできないですよね。
ということは、
何回も測って100％「西」なら「西」。
もし50％だったら測定の向きを変え
何回も測って100％「南」なら「南」。
という具合に
キュービットの状態が判明するんですね。
はい。
ただし量子はいったん測定を行うと
もうその値へ変化してしまいますので
同じ状態にあるキュービットをいくつも用意して
測定しなければなりません。
そうでした。
ところが、測定の向きを変えて測っても
またまた50％だったということも
ないとは限らないのです。
そんなのありですか？
これは「混合状態」と呼ばれるもので、
2つの相反する状態が
半々の確率で現れる場合です。
日常的によくある硬貨の裏表を当てる
コイントスとか、あみだくじなども
同じ確率的な現象といえます。
ふうん。
では今週はこれにて。
（つづく）
なんとなく紅茶が飲みたいなあ
と思っていた時に
「コーヒーにする？ それともラテ？」
と聞かれると
とりあえず「コーヒー」と
答えていたりする。
すると、もともとコーヒーを飲みたい
と思っていたような気がしてきたりして。
ありませんか？ そんなこと。
相手の質問＝測定に応じて
「とりあえずの答え」を返すリョーシも
身近なところで、
案外、似っていたりするんですよね。
さて『週刊リョーシカ！』は
毎週（だいたい）金曜日に更新しています。
来週も、どうぞおたのしみに。
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